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Propuesta de un protocolo de mediciones y pruebas técnicas a incluirse en el
Proceso de Homologación de terminales HSPA+
Santiago López*, Luis Molina*, Iván Bernal* y Rafael Matute**
*Escuela Politécnica Nacional (EPN), Facultad de Ingeniería Eléctrica y Electrónica
**Superintendencia de Telecomunicaciones SUPERTEL
Quito - Ecuador
Resumen. Este trabajo propone agregar al Proceso de
Homologación de Equipos Terminales de
Telecomunicaciones que realiza la SUPERTEL
(Superintendencia de Telecomunicaciones), un
protocolo de mediciones y pruebas técnicas para
terminales HSPA+ basadas en el estándar 3GPP TS
34.121-1 versión 9.3.0. Las pruebas planteadas se
realizan empleando los equipos disponibles en el
laboratorio de la SUPERTEL y las mediciones
obtenidas se presentarán en un reporte técnico
completo.
Términos para indexación—HSPA+, Terminales
HSPA+, Homologación de Equipos Terminales.
I. INTRODUCCIÓN
Todo equipo que utilice el espectro radioeléctrico debe
funcionar adecuadamente sin perturbar a otras redes de
telecomunicaciones y demás equipos que también lo
utilicen, para lo cual se debe considerar todos los
parámetros técnicos, funcionales y operativos que
demande el uso del mismo.
Es por ello que es indispensable que los equipos terminales
utilizados en el país deban ser debidamente homologados,
con el fin de comprobar su funcionamiento y que el usuario
final disfrute de un servicio de calidad por medio de
equipos que le permitan acceder al mismo sin ningún
problema y sin provocar interferencia hacia los demás.
Este documento presenta las pruebas y mediciones que se
proponen realizar como parte del Proceso de
Homologación, permitiendo, de manera particular,
verificar que un terminal HSPA+ funcione correctamente,
basándose en el estándar 3GPP TS 34.121-1 versión 9.3.0.
Las pruebas son realizadas con los equipos disponibles en
el laboratorio de la SUPERTEL, de las cuales se obtienen
mediciones que posteriormente se presentan en un reporte
técnico completo.
II. PROCESO DE HOMOLOGACIÓN
La homologación de equipos terminales se encuentra
tipificada en el Artículo 146 del Reglamento General a la
Ley Especial de Telecomunicaciones Reformada [8], por
lo que el Consejo Nacional de Telecomunicaciones
(CONATEL) emitió el Reglamento para Homologación de
Equipos Terminales de Telecomunicaciones. La
SUPERTEL es la encargada de realizar la Homologación
de los Equipos Terminales de Telecomunicaciones y el 15
de Abril de 2013 suscribió la Resolución N° ST-2013-0205
mediante la cual resuelve: “Actualizar el procedimiento
correspondiente al Proceso Certificar Equipos de
Telecomunicaciones y sus Anexos, e incluirlo en el Manual
de Procedimientos de la Superintendencia de
Telecomunicaciones”, con el fin de llevar a cabo la labor
que tiene a cargo.
La Dirección Nacional de Certificación de Equipos de
Telecomunicaciones e Investigación (DCI) de la
SUPERTEL es la encargada de la homologación de toda
clase de equipos terminales de telecomunicaciones, dentro
de estos, los terminales HSPA+. La DCI es la encargada
del Laboratorio de Homologación, el cual cuenta
recientemente con equipos de medición que pueden
emplearse para realizar la verificación técnica de algunos
terminales.
El proceso de homologación se divide en dos partes
fundamentales [11]:
Revisión de la documentación requerida para la
homologación: manuales técnicos, características de
funcionamiento y certificado emitido por un
Organismo Internacional sobre las características
técnicas de los equipos.
Verificación técnica del equipo terminal.
A. Revisión de la documentación requerida para la
homologación
Como primer paso ante el requerimiento de una
homologación de cierto equipo terminal de
telecomunicaciones, la DCI revisa y analiza si el solicitante
adjunta todos los requisitos, además que la información sea
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la correcta y que corresponda en marca y modelo al
solicitado.
Los requisitos para la homologación de un equipo terminal
se encuentran establecidos en el Artículo 12 del
Reglamento para Homologación de Equipos Terminales
que indica [7]:
a. Para equipos de telecomunicaciones fabricados o
ensamblados fuera del Ecuador:
Solicitud escrita dirigida al Superintendente de
Telecomunicaciones.
Manuales técnicos.
Características de funcionamiento.
Un certificado o un documento de características
técnicas de los equipos cuya clase, marca y
modelo se quiere homologar, emitido por un
organismo internacional reconocido por el
CONATEL.
b. Para equipos de telecomunicaciones fabricados o
ensamblados en el Ecuador:
Solicitud escrita dirigida al Superintendente de
Telecomunicaciones.
Manuales técnicos.
Características de funcionamiento.
Un certificado o un documento de características
técnicas emitido por un laboratorio calificado por
el CONATEL u organismo internacional de que
los equipos cuya clase, marca y modelo se solicita
homologar cumplen con las especificaciones de la
norma técnica correspondiente.
B. Verificación técnica del equipo terminal
La verificación técnica del equipo terminal permite
comprobar aspectos generales de radiofrecuencia,
conjuntamente el equipo debe contar con un certificado o
un documento de características técnicas emitido por un
laboratorio calificado por el CONATEL u organismo
internacional y a su vez cumplen con las especificaciones
de la norma técnica correspondiente, por lo que se pueden
tomar medidas por ejemplo de potencia y ancho de banda
de un solo canal (bajo, medio o alto) o envío y recepción
de mensajes de texto desde el equipo terminal hacia el
emulador de radio base, etc., sin realizar la totalidad de
pruebas posibles a los equipos.
III. TERMINALES HSPA+
HSPA+ (High Speed Packet Access Evolved) es la
mejora al estándar UMTS de telefonía móvil celular 3G.
Las características de HSPA+ fueron estandarizadas a
partir del Release 7 (R7) en adelante. HSPA+ incluye una
serie de mejoras para la interfaz de radio tales como
modulación de orden superior, doble portadora, etc. Cada
Release que se ha lanzado se refiere no solo a la interfaz de
radio sino que muchas de las mejoras que se introducen
tienen que ver con la arquitectura de red [1].
El R7 introduce MIMO, pero no se lo puede utilizar en
combinación con 64QAM, lo que es posible en el R8. Al
utilizar MIMO aumentan las tasas de datos máximas a 28
Mbps en combinación con 16QAM (R7) y 42 Mbps cuando
se utiliza con 64QAM (R8) [3].
Otras funciones se han añadido a HSPA+ en versiones
posteriores; por ejemplo, en el R8 se incluye el concepto
de Doble Portadora–HSDPA (también referido como
Dual-Carrier HSDPA, DC-HSDPA), con lo que es posible
la agregación de portadoras de dos bandas adyacentes de 5
MHz; este concepto es utilizado para incrementar el
rendimiento [2].
En las versiones posteriores al R8, el Dual-Carrier
HSDPA también se introduce para el enlace de subida (UL,
Up Link) mejorado y también se incrementa el número de
portadoras, lo que conduce al denominado Multi Carrier-
HSPA.
HSPA+ es una versión mejorada de HSUPA (High Speed
Uplink Packet Access) y HSDPA (High Speed Downlink
Packet Access), con velocidades comparables a las nuevas
redes de LTE. Son posibles velocidades teóricas de
descarga de hasta 168 Mbps y 22 Mbps de subida. Pero la
velocidad real disponible para los usuarios es mucho
menor, la mayoría de las redes HSPA+ cuentan con 21
Mbps teóricos (DL) de velocidad [3].
Algunas de las mejoras se discuten a continuación.
A. MIMO
MIMO es el acrónimo de múltiples entradas y
múltiples salidas, y generalmente se refiere a sistemas
inalámbricos con múltiples antenas tanto en la transmisión
así como en la recepción. MIMO es una de las principales
novedades en el R7, introducido para incrementar las tasas
pico de transmisión mediante varios flujos en paralelo [6].
El esquema MIMO (Figura 1) se diseña para explotar
ciertas propiedades en el entorno de radiopropagación,
como las señales multi-trayectoria, para obtener altas tasas
de transmisión.
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Fig. 1 Combinación típica de antenas transmisoras y receptoras.
B. Modulación de orden superior
La modulación de orden superior permite aumentar las
tasas de datos porque utiliza mayor cantidad de bits de
información por símbolo. Por otro lado, uno de los
inconvenientes de usar técnicas de modulación de orden
superior, tal como 64QAM, es que éstas requieren señales
extremadamente limpias y fuertes, lo cual no se puede
conseguir si las señales tienen que cruzar toda el área de
cobertura de la celda [9].
Añadiendo modulación de orden superior se aumenta el
rendimiento máximo de un sistema UMTS/HSPA. Sin
embargo, ya que esta característica requiere mucho más
alta SNR (Signal to Noise Ratio), los tipos de entornos de
radio que cumplen ésta condición son limitados.
En el R7 es posible que HSPA+ utilice modulación de
orden superior 64QAM para el DL y 16QAM para el UL.
64QAM puede incrementar la tasa de bits hasta en 35% en
el mejor de los casos (dependiendo del número de bits de
información), pero solamente un poco (alrededor de 10%)
para un perfil urbano típico. La ganancia en las tasas no es
considerable: alrededor de 5% para celdas completamente
cargadas, y entre 10% y 20% para celdas parcialmente
cargadas [9], por lo que se requieren técnicas
complementarias para incrementar las tasas de bits.
C. Operación con doble portadora
La característica multiportadora agrega múltiples
portadoras HSPA de 5 MHz, creando una tubería con
mayor capacidad para transportar datos y proporcionar así
una mejor experiencia de banda ancha móvil para todos los
usuarios en la celda, tal como se representa en la Figura 2.
Dado que se pueden asignar a un mismo usuario múltiples
portadoras, se puede esperar mayor rendimiento y menor
latencia [3].
Para observar la evolución de HSPA+ a través de cada
Release, se presentan la Tabla 1 y la Figura 2, en las cuales
se puede observar que para alcanzar las velocidades
especificadas, cada Release utiliza distintos parámetros
tales como: número de portadoras, tipo de modulación y el
tipo de MIMO [3].
TABLA I
VELOCIDAD DE TRANSMISIÓN EN CADA RELEASE DL Y UL
DOWNLINK (DL) UPLINK (UL) Tecnologí
a Release Descripción Velocidad Descripción Velocidad
5 16QAM 14.4 Mbps - - HSDPA
6 - - QPSK 5.76 Mbps HSUPA
7 64QAM 21 Mbps
16QAM 11.5 Mbps
HSPA+
2x2 MIMO 28 Mbps
8
Dual Carrier +
64QAM 42 Mbps - -
2x2 MIMO +
64QAM
9
Dual Carrier + 2x2 MIMO +
64QAM
84 Mbps Dual Carrier 24 Mbps
10
4 Carriers +
2x2 MIMO +
64QAM
168 Mbps - -
11
8 Carriers +
64QAM 336 Mbps
MIMO+
64QAM 72 Mbps
4x4 MIMO +
64QAM
Fig. 2 Evolución de HSPA – Velocidades máximas de transmisión
IV. PRUEBAS TÉCNICAS
La norma 3GPP TS 34.121-1 versión 9.3.0 Release 9
establece las características de funcionamiento de equipos
terminales, define las bandas de frecuencias y canales de
operación para UMTS, además incluye los lineamientos
generales para pruebas técnicas aplicables a terminales
HSPA+ [12].
A. Potencia de Salida Máxima con HS-DPCCH (Release
6 y posteriores)
La potencia de salida máxima es una medida de la
potencia máxima que el UE (User Equipment) puede
transmitir; es decir, la potencia real en un ancho de banda
de al menos (1 + α) veces la velocidad de chips que se
emplea en el acceso de radio, donde α es el roll-off de la
forma de onda de una ranura de tiempo definido en 0.22.
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El período de la medición deberá ser de al menos una
ranura de tiempo (time slot) que es 0,667 μs.
Esta prueba permite comprobar que el error de la potencia
de salida máxima del UE con el High Speed Dedicated
Physical Control Channel (HS-DPCCH) no exceda el
rango establecido por la potencia de salida máxima y la
tolerancia, según lo indicado en la Tabla II.
TABLA II
POTENCIA DE SALIDA MÁXIMA CON EL HS-DPCCH PARA
LAS PRUEBAS
Sub-test
Tabla
2.12.
Power Class 3 Power Class 4
Potencia
(dBm)
Tol
(dBm)
Potencia
(dBm)
Tol
(dBm)
1 +24 +1,7/-3,7 +21 +2,7/-
2,7
2 +24 +1,7/-3,7 +21 +2,7/-
2,7
3 +23,5 +2,2/-3,7 +20,5 +3,2/-
2,7
4 +23,5 +2,2/-3,7 +20,5 +3,2/-
2,7
B. Error de Frecuencia
El error de frecuencia es aquella diferencia que existe
entre la frecuencia teórica de la portadora asignada y la
frecuencia de portadora que el UE transmite.
Con esta prueba se verifica que el error de frecuencia de la
portadora del UE no supere a ± 0,1 ppm. Éste requisito se
prueba con el receptor del UE en la sensibilidad de
referencia.
C. Ancho de Banda Ocupado
El ancho de banda ocupado es una medida del ancho de
banda que contiene el 99% del total de la energía integrada
del espectro transmitido, centrada en la frecuencia del
canal asignado.
Con esta prueba se verifica que el ancho de banda de canal
ocupado por el UE sea inferior a 5 MHz, ya que si existe
un exceso en el ancho de banda, aumentaría la interferencia
a otros canales o a otros sistemas.
D. Máscara de Emisión Espectral con HS-DPCCH
El estándar indica que la máscara de emisión espectral del
UE se aplica a las frecuencias, que estén en el rango de
frecuencias (∆f) de ±2,5 MHz a ±12,5 MHz de distancia de
la frecuencia central del canal.
Para el funcionamiento en las bandas II (1900 MHz) y V
(850 MHz), el UE debe cumplir el requisito mínimo
presentado en la Tabla III.
TABLA III
REQUERIMIENTOS DE MÁSCARA DE EMISIÓN ESPECTRAL
∆f en MHz
(Nota 1)
Requerimiento mínimo Ancho de
banda
medido Requerimiento relativo
Requerimiento
absoluto
2.5 – 3.5 {−33.5 − 15
∗ (∆𝑓
𝑀𝐻𝑧− 2.5)} 𝑑𝐵𝑐
-69.6 dBm 30 KHz
(Nota 2)
3.5 – 7.5 {−33.5 − 1 ∗ (∆𝑓
𝑀𝐻𝑧− 3.5)} 𝑑𝐵𝑐 -54.3 dBm
1 MHz
(Nota 3)
7.5 – 8.5 {−37.5 − 10
∗ (∆𝑓
𝑀𝐻𝑧− 7.5)} 𝑑𝐵𝑐
-54.3 dBm 1 MHz
(Nota 3)
8.5 – 12.5 -47.5 dBc -54.3 dBm 1 MHz
(Nota 3)
Nota 1: ∆f es la separación entre la frecuencia portadora y el centro
del ancho de banda medido
Nota 2: La primera y última posición de medición con un filtro de
30 KHz es con ∆f igual a 2.515 MHz y 3.485 MHz
Nota 3: La primera y última posición de medición con un filtro de 1
MHz es con ∆f igual a 4 MHz y 12 MHz
E. Tasa de Potencia Interferente en el Canal Adyacente
con HS-DPCCH
La tasa de potencia interferente en el canal adyacente
ACLR (Adjacent Channel Leakage Power Ratio) es la
relación entre la potencia media del canal filtrada con un
filtro Root Raised Cosine (RRC) centrado en la frecuencia
asignada y la potencia media del canal filtrada con un filtro
RRC centrado en la frecuencia del canal adyacente. El
filtro tiene un ancho de banda de 3,84 MHz.
El ACLR medido deberá ser más grande que el límite
indicado en la Tabla IV.
TABLA IV
ACLR DEL UE
Power Class Canal UE Límite ACLR
3 +5 MHz o −5 MHz 32.2 dB
3 +10 MHz o −10
MHz 42.2 dB
4 +5 MHz o −5 MHz 32.2 dB
4 +10 MHz o −10
MHz 42.2 dB
F. Emisiones Espurias
Las emisiones espurias son emisiones causadas por efectos
de trasmisión no deseados tales como emisiones de
armónicos, emisiones parásitas, efectos de
intermodulación y efectos de conversión de frecuencias,
pero fuera de las bandas de emisión asignadas.
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La potencia promedio de las emisiones espurias medida no
deberá exceder el valor descrito en las Tablas V y VI.
Estos requisitos son sólo aplicables para las frecuencias
que estén bajo y sobre 12,5 MHz de distancia de la
frecuencia central del canal de emisión del UE.
TABLA V
REQUERIMIENTOS GENERALES DE LA PRUEBA DE
EMISIONES ESPURIAS
Rango de frecuencia Ancho de
banda medido
Requerimiento
mínimo
9 KHz ≤ f < 150 KHz 1 KHz -36 dBm
150 KHz ≤ f < 30 MHz 10 KHz -36 dBm
30 MHz ≤ f < 1000 MHz 100 KHz -36 dBm
1 GHz ≤ f < 12,75 GHz 1 MHz -30 dBm
TABLA VI
REQUERIMIENTOS ADICIONALES DE LA PRUEBA DE
EMISIONES ESPURIAS
Banda
de
operació
n
Rango de
frecuencia (MHz)
Ancho de
banda
medido
Requerimie
nto mínimo
II
869 ≤ f ≤ 894 3.84 MHz - 60 dBm
1930 ≤ f ≤ 1990 3.84 MHz - 60 dBm
2110 ≤ f ≤ 2170 3.84 MHz - 60 dBm
V
869 ≤ f ≤ 894 3.84 MHz - 60 dBm
1930 z ≤ f ≤ 1990 3.84 MHz - 60 dBm
2110 ≤ f ≤ 2170 3.84 MHz - 60 dBm
V. PROTOCOLO DE MEDICIONES Y PRUEBAS
El laboratorio de homologación de la SUPERTEL
cuenta con equipos de medición para realizar pruebas a
terminales HSPA+, los cuales se indican a continuación:
Wireless Communications Test Set. Emulador de
estación base transceptora (GSM, GPRS, EDGE,
WCDMA, HSDPA, HSUPA Y HSPA+).
EXA Signal Analyzer. Analizador de Espectros Hasta
13,6 GHz.
RF Shielded Box, Jaula de Faraday.
También cuenta con accesorios adicionales, como: Power
Splitters, cables, adaptadores y atenuadores.
El protocolo define todos los aspectos y condiciones
necesarias para llevar a cabo las distintas pruebas y
mediciones, así como diagramas de conexión para el
equipo terminal, las configuraciones que se deben realizar
en los equipos de medición para establecer una conexión
así como las consideraciones para obtener todas las
mediciones.
A. Bandas de Frecuencias, Frecuencias Centrales y
Canales
En el país, las bandas de frecuencias, hasta la fecha de
escritura de este artículo, asignadas para el Servicio de
Telefonía Móvil son:
850 MHz (Banda V)
UL: 824 MHz a 849 MHz
DL: 869 MHz a 894 MHz)
1900MHz (Banda II)
UL: 1850 MHz a 1910 MHz
DL: 1930 MHz a 1990 MHz)
Por lo que el Equipo Bajo Pruebas (EBP), al menos, deberá
soportar estas bandas
Las frecuencias centrales de prueba en el canal respectivo,
para cada banda de operación, se definen en las Tablas VII
y VIII.
TABLA VII
FRECUENCIAS CENTRALES DE PRUEBA PARA LA BANDA II
Canal
Frecuencia
central de
bajada
Canal
Frecuencia
central de
subida
Bajo 9262 1852.4 MHz Bajo 9662 1932.4 MHz
Medio 9400 1880.0 MHz Medio 9800 1960.0 MHz
Alto 9538 1907.6 MHz Alto 9938 1987.6 MHz
TABLA VIII
FRECUENCIAS CENTRALES DE PRUEBA PARA LA BANDA V
Canal
Frecuencia
central de
bajada
Canal
Frecuencia
central de
subida
Bajo 4132 826.4 MHz Bajo 4357 871.4 MHz Medio 4182 836.4 MHz Medio 4407 881.4 MHz Alto 4233 846.6 MHz Alto 4458 891.6 MHz
B. Potencia de la Celda (Cell Power)
En el 3GPP, Îor es el símbolo definido como la
densidad de potencia espectral del enlace de bajada
recibida por la antena del EBP. El enlace de bajada
contiene uno o más canales físicos. En el equipo Wireless
Communications Test Set, el parámetro Cell Power
configura el nivel de potencia absoluta (en dBm) de los
canales físicos, siendo posible también configurar cada
canal físico individualmente en dB respecto a la potencia
de la celda [4].
En el estándar del 3GPP, para cada prueba aplicada, se
definen niveles de potencia para cada canal físico y la
facilidad que presta el emulador de radio base es que estos
niveles se encuentran preconfigurados. Cuando se aumenta
o disminuye la potencia de la celda, por la preconfiguración
que existe, la potencia de los canales que intervienen en la
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medición no cambia y se distribuye en los canales que
permiten iniciar la conexión, por ejemplo el DPCCH.
La potencia que entrega la celda (potencia que entrega el
emulador de radio base al EBP que está dentro de la Jaula
de Faraday) está en el rango de -13 dBm/3.84 MHz a -115
dBm/3.84 MHz.
La potencia para el correcto enganche y operación del EBP
durante la realización de las mediciones y pruebas es -50
dBm/3.84 MHz; este valor se sustenta en la experiencia
adquirida durante los ensayos y pruebas realizadas en el
laboratorio de la SUPERTEL, además, con este valor no se
exige al equipo que transmita a la máxima potencia, ni que
se pierda la conexión con el EBP al transmitir con la
potencia mínima.
C. Diagrama de Conexión
A continuación se presentan los diagramas de conexión
utilizados para las distintas mediciones de prueba
realizadas.
a. Diagrama básico de conexión
Este diagrama se basa en la conexión del EBP al equipo
“Wireless Communications Test Set”, mediante la Jaula de
Faraday; dicha conexión se muestra en la Figura 3.
Wireless Communications Test SetJaula de Faraday
Cable armonizado 48.0''
Fig. 3 Diagrama básico de conexión
b. Diagrama conjunto de conexión
A diferencia del anterior, este diagrama se basa en la
conexión del EBP al equipo “Wireless Communications
Test Set” y al equipo “EXA Signal Analyzer”, mediante la
Jaula de Faraday, a través de un “Power Splitter”, el cual
hace que la señal llegue a los dos equipos de medición.
EXA Signal Analyzer
Wireless Communications Test Set
1Jaula de Faraday
Power Splitter
Analizador de espectro EXA
Atenuador 1
Atenuador 2
Cable armonizado 48.0''
Adaptador
Fig. 4 Diagrama conjunto de conexión
D. Pérdidas por Conectorización
El uso de cables y adaptadores introduce pérdidas que
se tendrán que compensar en el momento de realizar cada
prueba. Para cada diagrama de conexión, se han calculado
las pérdidas totales del sistema: cables, adaptadores,
atenuadores, e incluso, en el caso del diagrama conjunto, el
uso del “Power Splitter”.
Dependiendo del diagrama utilizado, el valor a compensar
para cada prueba se obtiene sumando las pérdidas y
atenuaciones, como se indica en la Tabla IX.
TABLA IX
VALOR A COMPENSAR POR DIAGRAMA A UTILIZAR
Diagrama Sistema Atenuación (dB)
Banda II Banda V
Básico Adaptador + Cable 0.54 0.41
Conjunto
Adaptador + Cable + Atenuador 2 + Power Spliter (1-2) + Cable +
Atenuador 1
47.08 46.83
E. Configuración de los equipos para las pruebas
Se debe realizar una conexión HSPA+ de datos entre la
radio base transceptora con el equipo terminal
transmitiendo a máxima potencia para las diferentes
pruebas. Como se considera que HSPA+ inicia en el
Release 7, la tasa de datos del HSDPA debe ser 21 Mbps.
VI. REPORTE TÉCNICO
La presentación de los resultados de las distintas
mediciones se enmarca en un reporte técnico de pruebas.
El reporte técnico será único por clase, marca y modelo, y
será emitido por el laboratorio de la SUPERTEL, previo a
la entrega del respectivo certificado de homologación. Al
inicio presenta la información básica del EBP, luego
información de identificación del laboratorio y del
solicitante; continua con una descripción técnica del
equipo terminal y un resumen de los resultados de las
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pruebas; además indica de forma entendible todas las
mediciones realizadas con sus respectivas metodologías,
diagramas, equipos de prueba utilizados, presentación de
todos los resultados, tanto de forma numérica, como
gráfica (de ser el caso); y finaliza con las fotografías del
EBP.
El reporte técnico presenta como parte relevante las
distintas pruebas realizadas. Para cada prueba se hace la
descripción de la prueba, los equipos utilizados, los
diagramas utilizados y los resultados de las pruebas, lo cual
se describe a continuación:
A. Tasa de datos efectiva (throughput)
a. Descripción de la prueba
La tasa efectiva de datos es la medida de los bits de
información efectivos que el EBP puede transmitir por
unidad de tiempo.
b. Equipos utilizados en las mediciones
Los equipos utilizados se indican en la Tabla X.
TABLA X
EQUIPOS UTILIZADOS EN ESTA PRUEBA
DESCRIPCIÓN DEL EQUIPO
MODELO SERIE
WIRELESS COMMUNICATION
TEST SET
E5515C 8960 SERIES 10 MY50267072
RF SHIELD BOX EC5010CE EC5010CE-0022
c. Procedimiento para la prueba
1. El EBP se conecta a la Jaula de Faraday a través del
cable RF con su respectivo conector.
2. El puerto de salida de transmisión de la Jaula de
Faraday se conecta al equipo “Wireless Communications
Test Set”.
3. Establecer en el EBP la máxima potencia a través del
equipo “Wireless Communications Test Set”.
4. Establecer la conexión HSDPA y obtener las
mediciones de tasa de datos efectiva.
d. Diagrama de la prueba
Para esta prueba se utiliza el diagrama básico de conexión,
como se muestra en la Figura 3.
e. Resultados de la prueba
Los resultados de esta prueba para la Banda II para canal
bajo, medio y alto se muestran en la Tabla XI. Como
ejemplo en la Figura 5 se presenta una captura de pantalla
para canal medio en Banda II
TABLA XI
RESULTADOS DE LA PRUEBA PARA BANDA II
TASA DE DATOS EFECTIVA (THROUGHPUT)
CATEGORÍA DEL EBP: 14
CANAL THROUGHPUT MEDIDO (Kbps)
TASA DE BLOQUES
ERRADOS MEDIDA (%)
9262 19478 0 9400 19518 0 9538 19537 0
Banda: II Canal: Medio Modo de Prueba:
Conexión WCDMA 1
Frecuencia Central:
1880.0 MHz
EBP CONECTADO Y TASA DE DATOS EFECTIVA
Fig. 5 Pantalla: Resultado para canal medio en la Banda II
B. Potencia de salida máxima con HS–DPCCH (Release
6 y posteriores)
a. Descripción de la prueba
La potencia de salida máxima es la medida de la potencia
máxima que el EBP puede transmitir.
b. Equipos utilizados en las mediciones
Los equipos utilizados son los mismos que se indican en la
Tabla X.
c. Procedimiento para la prueba
1. El EBP se conecta a la Jaula de Faraday a través del
cable RF con su respectivo conector.
2. El puerto de salida de transmisión de la Jaula de
Faraday se conecta al equipo “Wireless Communications
Test Set”.
3. Establecer en el EBP la máxima potencia a través del
equipo “Wireless Communications Test Set”.
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4. Se obtiene las mediciones de Channel Power.
d. Diagrama de la prueba
Para esta prueba se utiliza el diagrama básico de conexión,
que es el mismo que se muestra en la Figura 5.
e. Resultados de la prueba
Los resultados de esta prueba para la Banda V para canal
bajo, medio y alto se muestran en la Tabla XII. Como
ejemplo en la Figura 6 se presenta una captura de pantalla
para canal medio en Banda V.
TABLA XII
RESULTADOS DE LA PRUEBA PARA BANDA V
POTENCIA DE SALIDA MÁXIMA
CLASE DE POTENCIA 3
CA-NAL
MAX POT.
MEDIDA (dBm)
POTENCIA
REFEREN-CIA
(dBm)
TOLERAN-CIA
(dBm)
RESUL-TADO
4132 21.28 +24 +1.7 / -3.7 PASA 4182 20.97 +24 +1.7 / -3.7 PASA 4233 21.19 +24 +1.7 / -3.7 PASA
Banda: V Canal: Medio Modo de Prueba:
Conexión WCDMA 1
Frecuencia Central:
836.4 MHz
POTENCIA DE SALIDA MÁXIMA
Fig. 6 Pantalla: Resultado para canal medio en la Banda V
C. Error de frecuencia
a. Descripción de la prueba
El error de frecuencia es aquella diferencia que existe
entre la frecuencia portadora teórica asignada y la
frecuencia de portadora que el EBP transmite.
b. Equipos utilizados en las mediciones
Los equipos utilizados son los mismos que se indican en la
Tabla X.
c. Procedimiento para la prueba
1. El EBP se conecta a la Jaula de Faraday a través del
cable RF con su respectivo conector.
2. El puerto de salida de transmisión de la Jaula de
Faraday se conecta al equipo “Wireless Communications
Test Set”.
3. Establecer en el EBP la máxima potencia a través del
equipo “Wireless Communications Test Set”.
4. Se obtiene las mediciones de Frequency Stability.
d. Diagrama de la prueba
Para esta prueba se utiliza el diagrama básico de conexión,
que es el mismo que se muestra en la Figura 5.
e. Resultados de la prueba
Los resultados de esta prueba para la Banda V para canal
bajo, medio y alto se muestran en la Tabla XIII. Como
ejemplo en la Figura 7 se presenta una captura de pantalla
para canal alto en Banda V.
TABLA XIII
RESULTADOS DE LA PRUEBA PARA BANDA V
ERROR DE FRECUENCIA
CA-NAL
MAX FREC.
ME-DIDA (MHz)
MAX ERR.
FREC. MEDI-
DO (Hz)
ERR-OR DE
FREC.
(ppm)
REFE-REN-CIA
(dBm)
TO-
LE-RAN-CIA
RESUL
TADO
4132 (826.4 MHz)
826.417 16789 0.016
789
No exc. ±
0.1 ppm
+ 10 Hz
PASA
4182 (836.4 MHz)
836.425 24762 0.024
762
No exc. ±
0.1 ppm
+ 10 Hz
PASA
4233 (846.6 MHz)
846.616 16046 0.016
046
No exc. ±
0.1 ppm
+ 10 Hz
PASA
Banda: V Canal: Alto Modo de Prueba:
Conexión WCDMA 1
Frecuencia Central:
846.6 MHz
ESTABILIDAD DE FRECUENCIA
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Fig. 7 Pantalla: Resultado para canal alto en la Banda V
D. Ancho de banda ocupado
a. Descripción de la prueba
El ancho de banda ocupado es una medida del ancho de
banda que contiene el 99% del total de la energía del
espectro transmitido, centrada en la frecuencia del canal
asignado al EBP.
b. Equipos utilizados en las mediciones
Los equipos utilizados son los mismos que se indican en la
Tabla X.
c. Procedimiento para la prueba
1. El EBP se conecta a la Jaula de Faraday a través del
cable RF con su respectivo conector.
2. El puerto de salida de transmisión de la Jaula de
Faraday se conecta al equipo “Wireless Communications
Test Set”.
3. Establecer en el EBP la máxima potencia a través del
equipo “Wireless Communications Test Set”.
4. Se obtiene las mediciones de Occupied Bandwidth.
d. Diagrama de la prueba
Para esta prueba se utiliza el diagrama básico de conexión,
que es el mismo que se muestra en la Figura 5.
e. Resultados de la prueba
Los resultados de esta prueba para la Banda II para canal
bajo, medio y alto se muestran en la Tabla XIV. Como
ejemplo en la Figura 8 se presenta una captura de pantalla
para canal bajo en Banda II.
TABLA XIV
RESULTADOS DE LA PRUEBA PARA BANDA II
ANCHO DE BANDA OCUPADO
CANAL
MAX AB OCUPADO MEDIDO
(MHz)
REFERENCIA RESUL-TADO
9262 4.169 No exceda a 5 MHz PASA
9400 4.172 No exceda a 5 MHz PASA
9538 4.170 No exceda a 5 MHz PASA
Banda: II Canal: Bajo Modo de Prueba:
Conexión WCDMA 1
Frecuencia Central:
1852.4 MHz
ANCHO DE BANDA OCUPADO
Fig. 8 Pantalla: Resultado para canal bajo en la Banda II
E. Máscara de emisión espectral
a. Descripción de la prueba
La máscara de emisión espectral del EBP se aplica al rango
de frecuencias (∆f) que están entre ±2,5 MHz a ±12,5 MHz
de distancia de la frecuencia central del canal.
b. Equipos utilizados en las mediciones
Los equipos utilizados son los mismos que se indican en la
Tabla X.
c. Procedimiento para la prueba
1. El EBP se conecta a la Jaula de Faraday a través del
cable RF con su respectivo conector.
2. Establecer en el EBP la máxima potencia a través del
equipo “Wireless Communications Test Set”.
3. Se obtiene las mediciones de Spectrum Emission Mask.
d. Diagrama de la prueba
Para esta prueba se utiliza el diagrama básico de conexión,
que es el mismo que se muestra en la Figura 5.
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e. Resultados de la prueba
Los resultados de esta prueba para la Banda V para canal
alto se muestran en la Tabla XV. Como ejemplo en la
Figura 9 se presenta una captura de pantalla para canal alto
en Banda V.
TABLA XV
RESULTADOS DE LA PRUEBA PARA BANDA V
MÁSCARA DE EMISIÓN ESPECTRAL
CA-NAL
RANGO (MHz)
NIVEL MEDIDO (dBc)
MARGEN (dB)
RESUL-TADO
4233
1: 2.5 – 3.5 -51.32 2.20 PASA 2: 3.5 – 7.5 -36.92 1.42 PASA 3: 7.5 – 8.5 -52.82 3.82 PASA
4: 8.5 – 12.5 -52.82 3.82 PASA A1: 2.5 – 3.5 -26.28 11.28 PASA A2: 3.5 – 12.5 -24.93 11.93 PASA
Banda: V Canal: Alto Modo de Prueba:
Conexión WCDMA 1
Frecuencia Central:
846.6 MHz
MÁSCARA DE EMISIÓN ESPECTRAL
Fig. 9 Pantalla: Resultado para canal alto en la Banda V
F. Tasa de potencia interferente en el canal adyacente con
HS-DPCCH
a. Descripción de la prueba
La tasa de potencia interferente en el canal adyacente es la
relación entre la potencia media del canal filtrada con un
filtro RRC centrado en la frecuencia asignada y la potencia
media del canal filtrada con un filtro RRC centrado en la
frecuencia del canal adyacente. El filtro tiene un ancho de
banda de 3,84 MHz.
b. Equipos utilizados en las mediciones
Los equipos utilizados son los mismos que se indican en la
Tabla X.
c. Procedimiento para la prueba
1. El EBP se conecta a la Jaula de Faraday a través del
cable RF con su respectivo conector.
2. El puerto de salida de transmisión de la Jaula de
Faraday se conecta al equipo “Wireless Communications
Test Set”.
3. Establecer en el EBP la máxima potencia a través del
equipo “Wireless Communications Test Set”.
4. Se obtiene las mediciones Adjacent Channel Leakage
Ratio.
d. Diagrama de la prueba
Para esta prueba se utiliza el diagrama básico de conexión,
que es el mismo que se muestra en la Figura 5.
e. Resultados de la prueba
Los resultados de esta prueba para la Banda II para canal
bajo se muestran en la Tabla XVI. Como ejemplo en la
Figura 10 se presenta una captura de pantalla para canal
bajo en Banda II.
TABLA XVI
RESULTADOS DE LA PRUEBA PARA BANDA II
TASA DE POTENCIA INTERFERENTE EN EL CANAL ADYACENTE
CLASE DE POTENCIA 3
CA-NAL
OFFSET MAX TASA
MEDIDA (dBc)
LÍMITE ACLR (dB)
RESUL-TADO
9262
– 5 MHz -43.08 32.2 PASA + 5 MHz -42.47 32.2 PASA – 10 MHz -57.33 42.2 PASA + 10 MHz -55.03 42.2 PASA
Banda: II Canal: Bajo Modo de Prueba:
Conexión WCDMA 1
Frecuencia Central:
1852.4 MHz
TASA DE POTENCIA INTERFERENTE EN EL CANAL ADYACENTE
Fig. 10 Pantalla: Resultado para canal bajo en la Banda II
G. Emisiones espurias
a. Descripción de la prueba
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Las emisiones espurias son emisiones causadas por efectos
de trasmisión no deseados tales como emisiones de
armónicos, emisiones parásitas, efectos de
intermodulación y efectos de conversión de frecuencias,
pero excluidas fuera de las bandas de emisión.
b. Equipos utilizados en las mediciones
Los equipos utilizados se indican en la Tabla XVII.
TABLA XVII
EQUIPOS UTILIZADOS EN ESTA PRUEBA
DESCRIP-CIÓN DEL EQUIPO
MODELO SERIE
WIRELESS COMMUNICATION
TEST SET
E5515C 8960 SERIES 10 MY50267072
RF SHIELD BOX EC5010CE EC5010CE-0022 ANALIZA-DOR DE
ESPEC-TROS HASTA 13,6 GHz
EXA N9010A MY51250496
POWER SPLITTER 11667A MY51356330
c. Procedimiento para la prueba
1. El EBP se conecta a la Jaula de Faraday y el puerto de
salida de la Jaula de Faraday se conecta al puerto 1 (señal
entrante) del “Power Splitter”.
3. El puerto 2 del “Power Splitter” se conecta a la
salida/entrada RF del equipo “Wireless Communications
Test Set” y el puerto 3 se conecta a la entrada RF del equipo
“EXA Signal Analizer”.
4. Establecer en el EBP la máxima potencia a través del
equipo “Wireless Communications Test Set”.
5. Se obtiene las mediciones de Spurious Emissions.
d. Diagrama de la prueba
Para esta prueba se utiliza el diagrama básico de conexión,
como se muestra en la Figura 4.
e. Resultados de la prueba
Los resultados de esta prueba para la Banda V para canal
alto se muestran en la Tabla XVIII. Como ejemplo en la
Figura 11 se presenta una captura de pantalla para canal
alto en Banda V.
TABLA XVIII
RESULTADOS DE LA PRUEBA PARA BANDA V
EMISIONES ESPURIAS
CA-NAL
RANGO DE FRECUENCIAS
MAX AMPLI-
TUD MEDID
A (dBm)
LÍMI-TE
(dBm)
RESUL-TADO
4233
9 KHz – 150 KHz -52.20 – 36 PASA 150 KHz – 30 MHz < -36.00 – 36 PASA 30 MHz – 1 GHz -45.26 – 36 PASA 1 GHz – 12.75
GHz < -30.00 – 30 PASA
Banda: V Canal: Alto Modo de Prueba:
Conexión WCDMA 1
Frecuencia Central:
846.6 MHz
EMISIONES ESPURIAS
Fig. 11 Pantalla: Resultado para canal alto en la Banda V
VII. CONCLUSIONES
Actualmente, dentro de la verificación técnica de un
equipo terminal cuenta con pruebas y mediciones
puntuales a realizarse para cada clase de equipos, como:
conexión del terminal con el emulador, máxima potencia
de salida, etc. Con lo planteado en este artículo, previa
aceptación, la SUPERTEL, contará con pruebas y
mediciones orientadas a obtener una acreditación
internacional para la certificación de Equipos, en un inicio
para terminales celulares, a fin de que la verificación
técnica de estos cumpla con todos los parámetros que la
norma del 3GPP exige. Posteriormente servirá de guía para
la elaboración de protocolos para otras clases de equipos;
de ahí la importancia de contar con este protocolo de
mediciones y pruebas.
El estándar: “Universal Mobile Telecommunications
System (UMTS); User Equipment (UE) conformance
specification; Radio transmission and reception (FDD);
Part 1: Conformance specification (3GPP TS 34.121-1
version 9.3.0 Release 9)”, presenta los procedimientos de
medición de características técnicas de transmisión,
recepción y rendimiento que un equipo terminal debe
cumplir para tener un buen desempeño en las redes; por lo
tanto, las pruebas indicadas en este artículo están enfocadas
a determinar si el equipo terminal funciona correctamente
en su red, es decir, sin causar interferencia a los usuarios
en bandas vecinas y no afectar a las demás redes de
telecomunicaciones.
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JIEE, Vol. 25, 2014 321
Todas las pruebas aplicadas a los equipos terminales
fueron de forma conducida, conectando directamente de la
salida de RF expuesta del equipo terminal al puerto de
entrada/salida del equipo Wireless Communications Test
Set a través de la Jaula de Faraday. Cada EBP debe contar
con una salida de RF para poder conectarlo al emulador de
radio base de lo contrario, se debería hacer una prueba
radiada utilizando la antena que posee la Jaula de Faraday.
La desventaja del método radiado es que la medida es
menos precisa.
Se destaca la apertura por parte de la Superintendencia de
Telecomunicaciones para crear lazos de cooperación
mutua con las Universidades del Ecuador permitiendo la
utilización de los equipos de medición disponibles en el
laboratorio de homologación de la SUPERTEL con su
respectivo asesoramiento y capacitación, con lo que abrió
la posibilidad de aplicar en la práctica los conocimientos
teóricos adquiridos sobre comunicaciones inalámbricas y
sistemas celulares, y profundizar e investigar los aspectos
relacionados para la realización de una conexión HSPA+,
en un ambiente controlado.
REFERENCIAS
[1] DAHLMAN Erik, PARKVALL Stefan, SKÖLD Johan, BEMING
Per (2007). 3G Evolution: HSPA and LTE for Mobile Broadband,
publicaciones British Library cataloguing. Primera edición
[2] KAARANEN Heikki, AHTIAINEN Ari, LAITINEN Lauri,
NAGHIAN Siamäk, NIEMI Valtteri. UMTS Networks:
Architecture, Mobility and Services, publicaciones John Wiley &
Sons, Ltd. Segunda edición
[3] TAPIA Pablo, LIU Jun, KARIMLI Yasmin, FEUERSTEIN Martin
(2009). HSPA Performance and Evolution; A practical perspective,
publicaciones John Wiley and Sons, Ltd.
[4] AGILENT TECHNOLOGIES. Agilent 8960 Wireless
Communicatons Test Set, Documento electrónico proporcionado
por la Superintendencia de Telecomunicaciones.
[5] AGILENT TECHNOLOGIES. EC5010CE RF Shield Box,
Documento electrónico proporcionado por la Superintendencia de
Telecomunicaciones.
[6] AGUILERA, Pablo (2009). Estudio de sistemas MIMO a través de
técnicas de procesado de señal y teoría de la información,
Documento electrónico,
http://bibing.us.es/artículos/abreproy/70143/fichero/capítulo_3.pdf
[7] CONATEL (2007). Reglamento para la homologación de equipos
terminales de telecomunicaciones (Resolución No. 452-29-
conatel), Documento electrónico proporcionado por la
Superintendencia de Telecomunicaciones
[8] DECRETO PRESIDENCIAL (2001). Reglamento general a la ley
especial de telecomunicaciones reformada (Decreto No. 1790),
Documento electrónico proporcionado por la Superintendencia de
Telecomunicaciones
[9] QUALCOMM (2009). HSPA+ for Enhanced Mobile Broadband,
Documento electrónico
http://www.qualcomm.com/media/documents/files/hspa-for-
enhanced-mobile-broadband-whitepaper.pdf
[10] SUPERTEL (2010). Instructivo para la aplicación del proceso de
homologación de equipos terminales de telecomunicaciones en la
superintendencia de telecomunicaciones Documento electrónico
proporcionado por la Superintendencia de Telecomunicaciones
[11] 3GPP (2010). Universal Mobile Telecommunications System
(UMTS); User Equipment (UE) radio transmission and reception
(FDD). 3GPP TS 25.101 versión 9.3.0 Release 9, Documento
electrónico
http://www.etsi.org/deliver/etsi_ts/125100_125199/125101/09.03.
00_60/ts_125101v090300p.pdf
[12] 3GPP (2011). Universal Mobile Telecommunications System
(UMTS); User Equipment (UE) conformance specification; Radio
transmission and reception (FDD); Part 1: Conformance
specification. 3GPP TS 34.121-1 version 9.3.0 Release 9,
Documento electrónico
http://www.etsi.org/deliver/etsi_ts/134100_134199/13412101/09.
03.00_60/ts_13412101v090300p.pdf
[13] SUPERTEL,
http://www.supertel.gob.ec/index.php?option=com_wrapper&vie
w=wrapper&Itemid=101
BIOGRAFÍAS
Santiago López.- Nació en Ambato
el 10 de noviembre de 1988. Realizó
sus estudios secundarios en el
Colegio Guayaquil de Ambato
obteniendo su título en Bachiller
Técnico en Electrónica. Obtuvo el
título de Ingeniero en Electrónica y
Telecomunicaciones en la Escuela
Politécnica Nacional el año 2013. Ha realizado cursos
sobre la configuración de equipos Agilent para pruebas de
equipos terminales celulares, incluidos aquellos para LTE.
Luis Molina.- Nació en Quito el 2 de
abril de 1987. Sus estudios
secundarios los realizó en el Colegio
Experimental “Juan Pío Montufar” de
la ciudad de Quito obteniendo el
Título de Bachiller con
especialización en Físico Matemático.
Obtuvo su título de Ingeniero en
Electrónica y Telecomunicaciones en la Escuela
Politécnica Nacional obteniendo el título en el año 2013.
Realizó sus prácticas pre-profesionales en la
Superintendencia de Telecomunicaciones adquiriendo
gran conocimiento en el ámbito de las tecnologías
celulares.
XXV Jornadas en Ingeniería Eléctrica y Electrónica
JIEE, Vol. 25, 2014 322
Rafael Matute. Graduado del
Colegio Municipal Experimental
"Sebastián de Benalcázar". Obtuvo el
título de Ingeniero en Electrónica y
Telecomunicaciones en la Escuela
Politécnica Nacional en 2002.
Obtuvo su título de Magister en
Administración de Empresas en el
2006, en la Universidad Central del
Ecuador. Ha realizado cursos especializados en Estados
Unidos y Colombia. Actualmente trabaja en
Superintendencia de Telecomunicaciones en la Dirección
Nacional de Certificación de Equipos de
Telecomunicaciones e Investigación.
Iván M. Bernal. Graduado del
Instituto Nacional Mejía. Obtuvo el
título de Ingeniero en Electrónica y
Telecomunicaciones en la Escuela
Politécnica Nacional en 1992.
Obtuvo los títulos de M.Sc. (1997)
y Ph.D. (2002) en Computer
Engineering en Syracuse
University, NY, USA. Ha realizado
cursos especializados en varios
países europeos, latinoamericanos, Estados Unidos y en
Corea del Sur. Actualmente trabaja en la EPN, en el
Departamento de Electrónica, Telecomunicaciones y
Redes de Información (DETRI).
XXV Jornadas en Ingeniería Eléctrica y Electrónica
JIEE, Vol. 25, 2014 323